Cavo micro-ottico e la sua tendenza allo sviluppo

Più piccolo, più veloce e migliore: questa è la tendenza di sviluppo del cavo ottico nel corso degli anni. Con l'invenzione della tecnologia di compensazione della dispersione e la preoccupazione delle persone per migliorare l'affidabilità della fibra ottica, "più veloce, meglio" è senza dubbio l'obiettivo sostenuto negli anni '90.

Negli ultimi anni, l'industria si è concentrata sulla riduzione dello spazio occupato dalle reti in fibra ottica. Si può affermare che con lo sviluppo di fibre a basso raggio di curvatura (RBR) da parte dei fornitori di fibre ottiche nel 2005, la tendenza verso cavi e hardware in fibra ottica più piccoli ha iniziato a emergere. Poco dopo l'emersione di questi nuovi progetti di fibre, le persone hanno sviluppato uno standard internazionale per regolamentare, vale a dire ITU G.657. Successivamente, a causa della crescente tolleranza del macro-flessione e micro-flessione delle fibre ottiche, queste fibre "annodate" stanno iniziando a consentire progetti di cavi in fibra più piccoli.

Effetti macroscopici e microscopici di fibre a raggio di piccole piega

Macrobending è un fenomeno semplice e facile da capire. ITU G.657 specifica specifiche di perdita ottica a raggi di curvatura speciali per le prestazioni di macrobending. Tuttavia, alcuni sostengono che le migliori prestazioni di microbend derivino dalla caratteristica principale di un piccolo raggio di curvatura che consente cablaggi più piccoli e dalle prestazioni più elevate. Un modo per analizzare realmente la differenza tra macro e microbende è immaginare di avvolgere una fibra ottica attorno al dito, misurare la perdita di fibra (perdita di macrobending), premere un pezzo di carta vetrata sulla fibra e misurare la perdita corrispondente (perdita di microbend) quindi confrontare la differenza tra i due.

In entrambi i casi, i fenomeni ottici fondamentali che causano la perdita del segnale sono molto diversi. Quando il cavo è esposto a un ambiente a bassa temperatura, il materiale nel cavo tenderà a restringersi, applicando forza lungo la lunghezza della fibra. Questa forza causerà microbending della fibra ottica nel cavo. Ad esempio, un aumento della tolleranza al microbending delle fibre con raggio di curvatura piccolo aiuterà indubbiamente il cavo a sopportare grandi cambiamenti di temperatura.

I produttori di cavi globali utilizzano questa caratteristica delle fibre a raggio di curvatura ridotto. Il loro "desiderio" è quello di sviluppare cavi ottici che possano essere utilizzati come cavi in rame: robusti, piccoli e pratici, chiunque può facilmente operare senza danneggiare la fibra. Per raggiungere questo obiettivo, le persone hanno anche fatto innovazioni nei materiali utilizzati nella produzione di cavi ottici. Le prestazioni di piegatura della fibra a raggio di curvatura ridotta sono migliorate, il che promuove l'uso di nuovi materiali e nuove tecnologie di produzione nella fabbricazione del cavo ottico, rendendo il cavo di dimensioni più piccole e più leggero. Insieme, questi problemi possono essere risolti per creare una nuova generazione di cavi in fibra ottica più piccoli e più flessibili.

Uno degli usi primari dei cavi con raggio di curvatura ridotto è rappresentato dai cavi di connessione e da altri cavi a fibre ottiche dirette. Oltre all'ovvio vantaggio di poter installare più cavi in fibra ottica nello stesso spazio, la dimensione più piccola del cavo in fibra ottica può anche aumentare il flusso d'aria perché il cavo occupa meno spazio nella tubazione. Con i fornitori di elettronica attiva che cercano di miniaturizzare e consolidare i cabinet elettronici, l'importanza di questo vantaggio diventerà ancora più evidente. In tali armadi elettronici, il calore è diventato gradualmente una questione importante. Di solito, le persone considereranno il flusso d'aria lungo il cavo di rame (il cavo di rame stesso genererà calore). Tuttavia, poiché il cabinet dell'apparecchiatura diventa più piccolo e caldo, tutti gli aspetti del flusso d'aria diventano molto importanti.

La nuova ondata di cavi e ponticelli più piccoli collegati direttamente è già iniziata.

Più piccolo della tua immaginazione

Questo fenomeno potrebbe non essere così ovvio ora, ma per ogni riduzione del diametro unitario di un cavo rotondo, lo spazio occupato dal cavo (area circolare) verrà ridotto di conseguenza. Pertanto, una leggera riduzione del diametro del cavo può significare una significativa riduzione dello spazio. per esempio:

Diametro del ponticello Spazio verticale di gestione dei cavi

Numero di fibre ottiche per pollice

3,0 mm 46

2,0 mm 102

1,6 mm 142

1,2 mm 285

Pertanto, confrontando un tipico cavo da 2,0 mm con un cavo da 1,2 mm, è chiaro che sebbene il diametro del cavo non sia ridotto della metà, il numero consigliato di cavi che possono essere installati nello stesso spazio (1 pollice quadrato) è quasi l'originale 3 volte!

Per una spiegazione più intuitiva, prendi un fascio di cavi ottici con 24 ponticelli come esempio. Come possiamo vedere, la seguente è la differenza tra i due:

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24 fasci di fibre, cavo in fibra ottica da 1,2 mm di diametro 24 fasci di fibre, cavo in fibra ottica da 2,0 mm di diametro

Confronto tra cavi in fibra accoppiati da 1,2 mm e 2,0 mm

Nella figura, puoi vedere che nell'esempio di fibra del diametro di 1,2 mm, la stessa quantità di fibra occupa molto meno spazio. Allo stesso modo, anche confrontando un cavo in fibra ottica da 1,6 mm di diametro con un cavo in fibra ottica da 1,2 mm di diametro, il numero di cavi ottici che possono essere installati nello stesso spazio è il doppio della differenza!

Allo stesso tempo più forte

La prossima domanda che tutti possono porre riguarda la lunghezza del cavo più piccolo. Nell'ultima parte del primo decennio del XXI secolo, Telcordia ha rilasciato la revisione 2 per lo standard ampiamente utilizzato per fibra diretta GR-409. La revisione 2 include una sottocategoria denominata cavo a fibre ottiche "Small" che consente la produzione di cavi in fibra ottica a bassa resistenza in conformità con lo standard GR-409. La Revisione 2 riduce il requisito della cosiddetta resistenza a trazione del pacchetto di piccole dimensioni, consentendo al cavo di sopportare un carico di installazione di 9 libbre (40 N) anziché un carico di installazione standard di 22 libbre (100 N). All'epoca, era opinione diffusa che la riduzione della forza fosse necessaria per produrre cavi ottici sempre più piccoli. Rispetto ai cavi in fibra ottica da 22 libbre, i cavi ottici con un carico di tensione nominale di 9 libbre richiedono al personale di installazione di essere più attenti a evitare danni ai cavi in fibra ottica.

Tuttavia, gli attuali materiali / disegni / metodi basati su cavi con un raggio di curvatura ridotto sono in realtà inferiori, il che supera il carico di installazione di trazione di 22 libbre originale specificato in GR-409.

Ad esempio, un cavo con attacco diretto da 1,2 mm è ora disponibile e può supportare un carico di montaggio di 30 libbre. Rispetto al cavo in fibra ottica da 2,0 mm, questo significa che il nuovo cavo in fibra ottica con un diametro di 1,2 mm è tre volte più forte e occupa solo un terzo dello spazio.

Quindi, presto, i responsabili del data center e altri saranno in grado di installare cavi in fibra ottica che sono molto più piccoli di prima e non sceglieranno passivamente il piccolo pacchetto del GR-409, che non ridurrà la resistenza del cavo. Prestare attenzione quando si ricevono offerte per cavi in fibra GR-409 per assicurarsi di comprendere le specifiche del cavo in fibra ottica che verrà acquistato. Molte persone non capiscono questa differenza.

Quali domande farai dopo? Se è possibile ridurre le dimensioni del cavo, è possibile ridurre anche le dimensioni dell'hardware. Si prevede che nel prossimo futuro, possiamo vedere che l'hardware con dimensioni più ridotte rispetto al passato può realizzare una maggiore densità e una gestione dei cavi più compatta, garantendo al tempo stesso l'affidabilità della rete.

Ryan Chappell è il responsabile dello sviluppo del business globale di TE Connectivity responsabile del business dei cavi in fibra ottica. Ha iniziato a lavorare nel settore delle fibre ottiche nel 1994. Ryan ha ricoperto varie posizioni in varie società, tra cui ricerca e sviluppo, ingegneria, marketing e vendita di cavi in fibra ottica, fibre ottiche e altri componenti in fibra ottica.